|   Küldés emailben

Biomembrán kutatócsoport                                                                                                                                                 

Csoportvezető:

Dr. Sarkadi Balázs, Ph.D, DSc – kutatóprofesszor,

a Magyar Tudományos Akadémia tagja

E-mail: uh.atm.kttnull@szalab.idakras

Tel.: +36 1 3826 684

A Biomembrán csoport nemrégiben került az MTA – TTK Enzimológiai Intézetébe, a csoporthoz tartozó kutatólaboratóriumok az OVSZ-ből és a Molekuláris Farmakológiai Intézetből kerültek átadásra. A csoporton belül három kutatólaboratórium működik, a Molekuláris Genetikai Laboratórium (vezetője: dr. Orbán Tamás), a Fehérje Konformációs Betegségek Laboratórium (vezetője: dr. Welker Ervin) és az ABC Transzporter Biokémiai Laboratórium (vezetője: dr. Telbisz Ágnes). A Biomembrán csoport ad otthont az Enzimológiai Intézet in vitro Víruslaboratóriumának is (vezetője: Szepesi Áron predok).  Annak ellenére, hogy ez az elrendeződés  viszonylag újonnan formálódott, a csoportnak mégis jelentős hagyománya van az emberi szervezet membrán-alapú jelenségeinek a vizsgálatában, így foglalkozik normál és kóros funkciójú membrán-transzporterekkel és receptorokkal, valamint a membránfehérjék expressziójának és szabályozásának molekuláris biológia háttérével.

A csoport szorosan együttműködik a Molekuláris Sejtbiológia Csoporttal (csoportvezető: dr. Homolya László), különösen a humán őssejtbiológia területén (laboratóriumvezető: dr. Apáti Ágota), valamint az áramlási citometriai vizsgálatokban és a membránfehérjék sejten belüli vándorlásának vizsgálatában. Más kutatócsoportokkal is szoros együttműködésben állunk, így a Váradi Andás által vezetett csoporttal (Aktív Transzportfehérjék Csoport), valamint Szakács Gergely csoportjával (Membrán Fehérje Csoport).  Mindamellett, hogy ezek a csoportok szorosan együttműködnek az Enzimológiai Intézeten belül, megpróbáljuk kihasználni az MTA – TTK által nyújtott egyedülálló lehetőségeket, hogy együtt dolgozzunk különböző kutatócsoportokkal a kémia, a biológia és a kísérleti pszichológia területéről.

ABC transzporter Biokémiai Laboratórium

Vezetője: Dr. Telbisz Ágnes, Ph.D – tudományos munkatárs

Az „ATP Binding Cassette” (ABC) transzporterek számos funkcióval rendelkeznek az emberi szervezetben. A multidrog rezisztens (MDR) ABC transzporterek komolyan veszélyeztetik a daganatellenes kemoterápia hatékonyságát, mindemellett kulcsfontosságú résztvevői a sejtszintű védekezésnek és a szöveti határfelületeken történő transzportnak. Az ABC transzporterek szerepe a gyógyszerek felszívódása, eloszlása, anyagcseréje, kiválasztása és toxicitása (ADME-Tox) tekintetében széles körben bizonyított. A jelenlegi gyógyszerfejlesztés is megköveteli a potenciális új hatóanyagok kölcsönhatásainak részletes vizsgálatát a gyógyszer-transzporterekkel.

Laboratóriumunk jelenleg néhány kulcsfontosságú ABC transzporter expressziójára, jellemzésére, izolálására és funkcionális jellemzésére fókuszál, beleértve az ABCG2 (BCRP, MXR), ABCB1 (Pgp, MDR1), ABCB11 (epesót szállító fehérje, BSEP), és az ABCB6 fehérjét. A laboratórium tagjai in vitro expressziós rendszereket használnak, ezeknek a transzporter fehérjéknek a szerkezet-funkció összefüggéseit vizsgálják, funkcionális teszt-rendszereket hoznak létre és nagy kapacitású farmakológiai és toxikológiai esszéket fejlesztenek ki. Külön figyelmet szentelünk arra, hogy tanulmányozzuk a mesenchymalis őssejtek lehetséges szerepét a gyógyszer-válaszokban és az immunszuppresszióban.

A Laboratórium tagjai:

dr. Telbisz Ágnes – a laboratórium vezetője

dr. Német Katalin – tudományos tanácsadó

dr. Borsy Adrienn  – tudományos munkatárs

Matula Zsolt – tudományos segédmunkatárs

Temesszentandrási-Ambrus Csilla – hallgató

Turgyán Luca Xénia – hallgató

Korábbi tagok:

dr. Laczka Csilla

dr. Hegedűs Csilla

dr. Hegedűs Tamás

Fontosabb publikációk:

1. Hegedüs C, Telbisz Á, Hegedűs T, Sarkadi B, Özvegy-Laczka C. Lipid regulation of the ABCB1 and ABCG2 multidrug transporters. Adv Cancer Res. 125:97-137. doi: 10.1016/bs.acr.2014.10.004. Epub  PubMed PMID: 25640268. (2015)

2. Szepesi Á, Matula Z, Szigeti A, Várady G, Szabó G, Uher F, Sarkadi B, Német K. ABCG2 is a selectable marker for enhanced multilineage differentiation potential in periodontal ligament stem cells. Stem Cells Dev. 15;24(2):244-52. doi: 10.1089/scd.2014.0177. PubMed PMID: 25101689; PubMed Central PMCID: PMC4291215. (2015)

3. Telbisz Á, Hegedüs C, Váradi A, Sarkadi B, Özvegy-Laczka C. Regulation of the function of the human ABCG2 multidrug transporter by cholesterol and bile acids: effects of mutations in potential substrate and steroid binding sites. Drug Metab Dispos. 42(4):575-85. doi: 10.1124/dmd.113.055731. Epub 2014 Jan 2. PubMed PMID: 24384916; PubMed Central PMCID: PMC3965895. (2014)

4. Sarankó H, Tordai H, Telbisz Á, Özvegy-Laczka C, Erdős G, Sarkadi B, Hegedűs T. Effects of the gout-causing Q141K polymorphism and a CFTR ?F508 mimicking mutation on the processing and stability of the ABCG2 protein. Biochem Biophys Res Commun. 19;437(1):140-5. doi: 10.1016/j.bbrc.2013.06.054. Epub 2013 Jun 22. PubMed PMID: 23800412. (2013)

5. Telbisz Á, Özvegy-Laczka C, Hegedűs T, Váradi A, Sarkadi B. Effects of the lipid environment, cholesterol and bile acids on the function of the purified and reconstituted human ABCG2 protein. Biochem J. 1;450(2):387-95. doi: 10.1042/BJ20121485. PubMed PMID: 23205634. (2013)

6. Tátrai P, Sági B, Szigeti A, Szepesi A, Szabó I, Bősze S, Kristóf Z, Markó K, Szakács G, Urbán I, Mező G, Uher F, Német K. A novel cyclic RGD-containing peptide polymer improves serum-free adhesion of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells to bone implant surfaces. J Mater Sci Mater Med. 24(2):479-88. doi: 10.1007/s10856-012-4809-x. Epub  PubMed PMID: 23135412. (2013)

7. Telbisz Á, Hegedüs C, Özvegy-Laczka C, Goda K, Várady G, Takáts Z, Szabó E, Sorrentino BP, Váradi A, Sarkadi B. Antibody binding shift assay for rapid screening of drug interactions with the human ABCG2 multidrug transporter. Eur J Pharm Sci. 23;45(1-2):101-9. doi: 10.1016/j.ejps.2011.10.021. Epub 2011 Nov 17. PubMed PMID: 22115866. (2012)

8. Hegedus C, Szakács G, Homolya L, Orbán TI, Telbisz A, Jani M, Sarkadi B. Ins and outs of the ABCG2 multidrug transporter: an update on in vitro functional assays. Adv Drug Deliv Rev. 31;61(1):47-56. doi:10.1016/j.addr.2008.09.007. Epub 2008 24. Review. PubMed PMID: 19135105. (2009)

9. Telbisz A, Müller M, Ozvegy-Laczka C, Homolya L, Szente L, Váradi A, Sarkadi B. Membrane cholesterol selectively modulates the activity of the human ABCG2 multidrug transporter. Biochim Biophys Acta. 1768(11):2698-713. Epub 2007 Jul 10. PubMed PMID: 17662239. (2007)

Molekuláris Genetika Laboratórium

Vezető: Dr. Orbán Tamás, Ph.D. – tudományos főmunkatárs

A csoport egyik fő kutatási területe az eukarióta DNS transzpozonok működésének vizsgálata emlős rendszerekben. Az endogén szabályozási folyamatok megértése mellett kíváncsiak vagyunk arra, hogy milyen molekuláris szintű védekezési folyamatok léteznek DNS transzpozonok ellen és hogyan történhet a DNS transzpozonok domesztikációja, elsősorban az emberi genomban. Kutatásaink egyik fontos iránya továbbá a transzpozon-alapú génbeviteli eljárások fejlesztése: legfőképpen a Sleeping Beauty, a piggyBac, illetve a Frog Prince transzpozonos rendszerek alkalmazása és hatékonyságának analízise emlős modellrendszerekben, beleértve az embrionális őssejteken történő alkalmazások vizsgálatát is.

A csoport másik fontos kutatási területe az RNS interferencia folyamatainak tanulmányozása, ezen belül is a mikroRNS molekulák alternatív érési folyamatainak vizsgálata. Ez utóbbiak közül kutatásaink középpontjában az emlős mirtron útvonal szabályozása áll: a molekuláris folyamatok részleteinek feltárása mellett mesterséges mirtron eredetű mikroRNS molekulákat igyekszünk előállítani, amelyek később akár terápiás célokra is alkalmazhatóak lennének.

 

A laboratórium  tagjai:

 dr. Orbán Tamás, Ph.D. – vezető kutató

dr. Schamberger Anita, Ph.D. – posztdoktor kutató

Kolacsek Orsolya – predoktor kutató

Sándor Sára – predoktor kutató

Pergel Enikő – Ph.D. hallgató

Fóthi Ábel – Ph.D. hallgató

Wachtl Gerda – M.Sc. hallgató

Némethy Kornélia – laboratóriumi asszisztens

Korábbi tagok:

Jordanidisz Theodóra

Nagy Zsuzsanna

Chikhi Melisa

Fedor-Sebestyén Zsuzsanna

Krízsik Virág

Fontosabb publikációk:

 

1. Sándor S, Jordanidisz T, Schamberger A, Várady G, Erdei Z, Apáti Á, Sarkadi B, Orbán TI: Functional characterization of the ABCG2 5′ non-coding exon variants: Stem cell specificity, translation efficiency and the influence of drug selection. Biochimica et Biophysica Acta – Gene Regulatory Mechanisms. 2016 May 15. in press, doi: 10.1016/j.bbagrm.2016.05.007. (2016)

2. Szebényi K, Füredi A, Kolacsek O, Pergel E, Bősze Z, Bender B, Vajdovich P, Tóvári J, Homolya L, Szakács G, Héja L, Enyedi Á, Sarkadi B, Apáti Á, Orbán TI: Generation of a Homozygous Transgenic Rat Strain Stably Expressing a Calcium Sensor Protein for Direct Examination of Calcium Signaling. Scientific Reports. 5:12645. (2015)

3. Szebényi K, Füredi A, Kolacsek O, Csohány R, Prókai Á, Kis-Petik K, Szabó A, Bősze Z, Bender B, Tóvári J, Enyedi Á, Orbán TI, Apáti Á, Sarkadi B: Visualization of calcium dynamics in rat kidney proximal tubules. Journal of the American Society of Nephrology. 26(11):2731-40. (2015)

4. Schamberger A, Orbán TI: 3’ isomiR species and DNA contamination influence reliable quantification of microRNAs by stem-loop quantitative PCR. PLoS ONE. 9(8): e106315. (2014)

5. Kolacsek O, Erdei Z, Apáti A, Sándor S, Izsvák Z, Ivics Z, Sarkadi B, Orbán TI: Excision efficiency is not strongly coupled to transgenic rate: cell type dependent transposition efficiency of Sleeping Beauty and piggyBac DNA transposons. Human Gene Therapy Methods. 25(4):241-52. (2014)

6. Anita Schamberger and Tamás I. Orbán: Experimental validation of predicted mammalian miRNAs of mirtron origin. In: RNA Mapping, Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, Lucrecia Alvarez and Mahtab Nourbakhsh (Eds.). Springer Verlag, ISBN: 978-1-4939-1061-8, 1182:245-63. (2014)

7. Orsolya Kolacsek, Zsuzsanna Izsvák, Zoltán Ivics, Balázs Sarkadi, Tamás I. Orbán: Quantitative analysis of DNA transposon-mediated gene delivery: the Sleeping Beauty system as an example. In: Genomics III – Methods, Techniques and Applications, iConcept Press Ltd Book, ISBN: 978-1-922227-096, 97-123. (2014)

8. Schamberger A, Sarkadi B, Orban TI: Human mirtrons can express functional microRNAs simultaneously from both arms in a flanking exon-independent manner. RNA Biology.  9(9):1177-85. (cover page story) (2012)

9. Kolacsek O, Krízsik V, Schamberger A, Erdei Z, Apáti Á, Várady G, Mátés L, Izsvák Z, Ivics Z, Sarkadi B, Orbán TI: Reliable transgene-independent method for determining Sleeping Beauty transposon copy numbers. Mobile DNA.  2(1):5. (2011)

10. Tamás I. Orbán, Ágota Apáti, Zsuzsanna Izsvák, Zoltán Ivics and Balázs Sarkadi: Use of Transposon-Transposase Systems for Stable Genetic Modification of Embryonic Stem Cells. In: Methodological Advances in the Culture, Manipulation and Utilization of Embryonic Stem Cells for Basic and Practical Applications, Craig Atwood (Ed.). InTech, ISBN: 978-953-307-197-8; 259-274. (2011)

11. Sarkadi B, Orbán TI, Szakács G, Várady G, Schamberger A, Erdei Z, Szebényi K, Homolya L, Apáti A: Evaluation of ABCG2 expression in human embryonic stem cells: crossing the same river twice? Stem Cells. 28(1):174-6. (2010)

12. Orbán TI, Apáti A, Németh A, Varga N, Krizsik V, Schamberger A, Szebényi K, Erdei Z, Várady G, Karászi E, Homolya L, Német K, Gócza E, Miskey C, Mátés L, Ivics Z, Izsvák Z, Sarkadi B: Applying a “double-feature” promoter to identify cardiomyocytes differentiated from human embryonic stem cells following transposon-based gene delivery. Stem Cells. 27(5):1077-87. (2009)

Fehérje Konformációs Betegségek Laboratórium

Vezető: Dr. Welker Ervin, Ph.D, DSc – tudományos tanácsadó

 

Hibás fehérje feltekeredés és konformáció áll számos emberi betegség hátterében, köztük az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór, a Huntington-kór és a prion betegségekében. Ezekben az esetekben az idegsejtek pusztulásával párhuzamosan többnyire helytelenül feltekeredett fehérjék halmozódnak fel béta-lemez konformációval.
A csoport kutatási programja egyrészről a fehérje hibás feltekeredésének a molekuláris alapjait kívánja tisztázni sejtes és in vivo modell-rendszerekben, különös tekintettel a prion fehérjecsaládra és a prion-szerű fehérjékre.

A kutatócsoport másrészről ezekhez a vizsgálatokhoz szükséges új módszereket és eszközöket fejleszt: hatékony CRISPR alapú géneditáló módszereket hoz létre komplex emlős genom-szerkesztési feladatok megoldására.

 

A laboratórium tagjai:

dr. Welker Ervin, Ph.D, DSc – tudományos tanácsadó
dr. Tóth Eszter, Ph.D – tudományos munkatárs
Nyeste Antal – tudományos segédmunkatárs
Huszár Krisztina – tudományos segédmunkatárs
Kulcsár Péter István – Ph. D. hallgató
Tálas András – Ph. D. hallgató
Vida István  – Ph. D. hallgató
Krausz Sara Laura – M.Sc. hallgató
Szücsné Pulinka Ildikó – asszisztens
Czene Bernadet – asszisztens
 
 Fontosabb publikációk:
 

1. Cingaram PKR, Nyeste A, Dondapati DT, Fodor E, Welker E. Prion Protein Does Not Confer Resistance to Hippocampus-Derived Zpl Cells against the Toxic Effects of Cu2+, Mn2+, Zn2+ and Co2+ Not Supporting a General Protective Role for PrP in Transition Metal Induced Toxicity. PLoS One 10:(10) Paper e0139219. 20 p. (2015)                     IF: 3.2

2. Eszter Tóth, Petra G. Bencsura, Krisztina Huszár, Péter I. Kulcsár, Antal Nyeste, Szilvia Tóth, Ervin Welker. Body Doubles in the stage of PCR cloning: A General use of Type IIS Restriction Enzymes. PLoS One 9(3): e90896. doi:10.1371/journal.pone.0090896 (2014)             IF.: 3.2

3. E. Tóth, P.I. Kulcsár, E. Fodor, F. Ayaydin, L. Kalmár, A.É. Borsy, L. László, E. Welker. The highly conserved, N-terminal (RXXX)8 motif of mouse Shadoo mediates nuclear accumulation. Biochim Biophys Acta. 1833(5):1199-211. (2013)                  IF.: 5.4

4. Orsolits B, Borsy A, Madarász E, Mészáros Z, Kőhidi T, Markó K, Jelitai M, Welker E, Környei Z. Retinoid machinery in distinct neural stem cell populations with different retinoid responsiveness. Stem Cells Dev. 22: 2777-2793. (2013)                 IF.: 4.4

5. Balázs Schäfer, Erika Orbán, Attila Borics, Krisztina Huszár, Antal Nyeste, Ervin Welker, Csaba Tömböly.  Preparation of Semisynthetic Lipoproteins with Fluorescent Cholesterol Anchor and their Introduction to the Cell Membrane without Detergents and Surplus Lipids. Bioconjug Chem. 24:(10) 1684-1697. (2013)                IF.: 4.5

6. Narayan*, M., Welker*, E., Zhai, H., Han, X., Xu, G., McLafferty, F. W., Scheraga, H. A. Detecting native-folds in mixtures of disulfide-bond-containing proteins.  Nat. Biotechnol. 26: 427-429. (2008)  * Equal contribution                IF.:22.8

7. Welker, E., Maki, M., M. C., Shastry, M. C. R., Juminaga, D., Bhat, R., Scheraga, H. A.and Roder, H. Ultrarapid Mixing Experiments Shed New Light on the Characteristics of the Initial Conformational Ensemble During the Folding of Ribonuclease A. Proc Natl Acad Sci USA 101: 17681-17686. (2004)                IF: 10.342

8. Welker, E., Lynne D. Raymond, Harold A. Scheraga, and Byron Caughey Intramolecular versus intermolecular disulfide bonds in prion proteins.  J. Biol. Chem. 277, 33477-33481. (2002)                    IF: 7.345

9. Welker E, Narayan M, Wedemeyer WJ, Scheraga HA. Structural determinants of oxidative folding in proteins. Proc Nat Acad Sci USA 98: pp. 2312-2316. (2001)                      IF: 10.896

10. Welker, E., Wedemeyer, W. J. and Scheraga, H. A. A role for Intermolecular Disulfide Bonds in Prion Diseases? Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98: 4334-4336. (2001)                                  IF: 10.642

11. Wedemeyer WJ, Welker E, Narayan M, Scheraga HA. Disulfide bonds and protein folding. Biochem 39: pp. 4207-4216. (2000)                 IF: 4.221

 
 
 
In vitro Víruslaboratórium
Vezető: Szepesi Áron – tudományos segédmunkatárs

 

Az MTA – TTK-ban folyamatos igény van vírus-alapú vektorok alkalmazására emlős sejtek genetikai módosításához. Ezért az Enzimológiai Intézeten belül 2015-ben egy speciális víruslaboratórium létesült, in vitro sejt-alapú munkákhoz. A laboratórium részletes biztonsági szabályzattal rendelkezik az eljárások és a virális vektorok hatékony alkalmazására vonatkozóan. A laboratóriumi munkákat az MTA – TTK vírusbizottsága felügyeli, dr. Ulbert István Ph.D, DSc vezetésével. A laboratórium vezetője, Szepesi Áron, több mint 5 éves tapasztalattal rendelkezik különböző vírusos rendszerek használata szempontjából.

A laboratóriumban vírus-alapú kutatás csak részletes kutatási terv és módszertani leírás alapján történhet, valamint a vírusbizottság jóváhagyásával, a munkálatokat pedig a laboratórium vezetője felügyeli. Jelenleg is futnak jóváhagyott projektek, mint a lentivirális vektorok és sendai vírusok alkalmazása.

Fontosabb publikációk:

1. Szepesi Á, Matula Z, Szigeti A, Várady G, Szabó G, Uher F, Sarkadi B, Német K. ABCG2 is a selectable marker for enhanced multilineage differentiation potential in periodontal ligament stem cells. Stem Cells Dev. 15;24(2):244-52. doi: 10.1089/scd.2014.0177. PubMed PMID: 25101689; PubMed Central PMCID: PMC4291215. (2015)

2. Tátrai P, Sági B, Szigeti A, Szepesi A, Szabó I, Bősze S, Kristóf Z, Markó K, Szakács G, Urbán I, Mező G, Uher F, Német K. A novel cyclic RGD-containing peptide polymer improves serum-free adhesion of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells to bone implant surfaces. J Mater Sci Mater Med. 24(2):479-88. doi: 10.1007/s10856-012-4809-x. Epub 2012 Nov 8. PubMed PMID: 23135412. (2013)

3. Tátrai P, Szepesi Á, Matula Z, Szigeti A, Buchan G, Mádi A, Uher F, Német K. Combined introduction of Bmi-1 and hTERT immortalizes human adipose tissue-derived stromal cells with low risk of transformation. Biochem Biophys Res Commun. 25;422(1):28-35. doi: 10.1016/j.bbrc.2012.04.088. Epub 2012 Apr 25. PubMed PMID: 22554522. (2012)